(57)【要約】【課題】極めて微弱な光信号であっても構造的に単純な手段によって測定可能に構成された光電子増倍システム及び該システムを有する顕微鏡。【解決手段】検出管と、該検出管を作動するために必要な加速電圧を供給するための加速電圧供給ユニットとを有する光電子増倍システムにおいて、前記検出管（１）と前記加速電圧供給ユニット（２）は、熱的分離要素（３）の異なる側に配されることを特徴とする。【選択図】図１
2006237003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出管と、該検出管を作動するために必要な加速電圧を供給するための加速電圧供給ユニットとを有する光電子増倍システムにおいて、
前記検出管（１）と前記加速電圧供給ユニット（２）は、熱的分離要素（３）の異なる側に配されること
を特徴とする光電子増倍システム。
【請求項２】
前記分離要素（３）は、平板状に構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の光電子増倍システム。
【請求項３】
前記加速電圧供給ユニット（２）は、支持装置（４）に配設されること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光電子増倍システム。
【請求項４】
前記加速電圧供給ユニット（２）と前記分離要素（３）との結合は前記支持装置（４）を介して行われていること
を特徴とする請求項３に記載の光電子増倍システム。
【請求項５】
前記支持装置（４）又は前記加速電圧供給ユニット（２）は、前記分離要素（３）と結合するためかつ該支持装置（４）又は該加速電圧供給ユニット（２）と該分離要素（３）との間に予め設定可能な距離を形成するための複数の細い結合要素（５）を有すること
を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項６】
前記結合要素（５）は、細い棒状体又はウェブとして構成されること
を特徴とする請求項５に記載の光電子増倍システム。
【請求項７】
前記支持装置（４）は、冷却フィンを有すること
を特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項８】
前記支持装置（４）は、低熱伝導性の材料で構成されること
を特徴とする請求項３〜７の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項９】
前記支持装置（４）は、セラミック材料で構成されること
を特徴とする請求項３〜８の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１０】
前記分離要素（３）は、導電性プレートであること
を特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１１】
前記導電性プレートは、前記加速電圧供給ユニット（２）及び／又は前記支持装置（４）と結合するための可撓性領域を有すること
を特徴とする請求項１０に記載の光電子増倍システム。
【請求項１２】
前記加速電圧供給ユニット（２）及び／又は前記検出管（１）には、冷却装置が配されること
を特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１３】
前記冷却装置は、パッシブ型の冷却装置として構成されること
を特徴とする請求項１２に記載の光電子増倍システム。
【請求項１４】
前記加速電圧供給ユニット（２）のための冷却装置は、該加速電圧供給ユニット（２）と熱的に結合されたハウジングカバー（７）又はハウジング部分又は冷却体によって構成されること
を特徴とする請求項１２又は１３に記載の光電子増倍システム。
【請求項１５】
加速電圧供給ユニット（２）と、ハウジングカバー（７）若しくはハウジング部分又は冷却体との間に、熱的結合手段（８）が配されること
を特徴とする請求項１４に記載の光電子増倍システム。
【請求項１６】
前記冷却装置は、アクティブ型の冷却装置として構成されること
を特徴とする請求項１２〜１５の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１７】
前記冷却装置は、ペルティエ素子を有すること
を特徴とする請求項１２〜１６の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１８】
前記冷却装置は、冷却剤冷却装置又は水冷装置として構成されること
を特徴とする請求項１２〜１７の何れか一項に記載の光電子増倍システム。
【請求項１９】
検出光路に配された、請求項１〜１８の何れか一項に記載の光電子増倍システムを有する顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出管と、該検出管を作動するために必要な加速電圧を供給するための加速電圧供給ユニットとを有する光電子増倍システムに関する。更に、本発明は、そのような光電子増倍システムを有する顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で述べた種類の光電子増倍システムは実用上既知であり、種々の形態のものが存在する。既存の光電子増倍システムのあるものでは、検出管として、微弱な光信号を増幅して数個のフォトンを生成し電気信号に変換する特殊な電子管が使用される。このため、検出管には、通常、光電陰極と（それに）後置される二次電子増倍装置が配される。フォトンが光電陰極に衝突すると、その表面から電子が放出される。放出された光電子は、電界中で加速され、更なる電極（複数）に衝突するが、個々の入射電子は、各自が衝突する電極の表面からそれぞれ複数の二次電子を叩き出す。このため、電子の数は、電極を経る毎に、カスケード状に、増加する。このカスケードの終端部において、電子はアノードに入射し、まとまって流出する。その際、抵抗に電圧降下が生じる。この信号は、測定のために外部に送出される。典型的な検出管は、凡そ１０個の電極を有する。必要な加速電圧は、加速電圧供給ユニットによって供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の光電子増倍システムは、例えば、顕微鏡において、検出光を検出するために使用される。高感度測定即ち微弱な光信号が検出される測定では、検出管がしばしば供給ユニットによって加熱されるため、測定を妨害し光電子増倍システムの検出感度を低下する固有雑音が検出管内に生じるという問題がある。
【０００４】
上記の問題を解決するために、加速電圧供給ユニットと検出管とを互いに対し適切な間隔をあけて配設し、加速電圧供給ユニットによる検出管の加熱を低減することも考えられる。勿論、外部の電気的妨害要因による測定結果への影響を減少し、また高電圧を導く導線（導電部材）を短く（小さく）するには、検出管と加速電圧供給ユニットとの間の間隔をできるだけ小さくことが望ましい。しかしながら、当該間隔を小さくすると、加速電圧供給ユニットによる検出管の加熱の危険が大きくなるという問題が再び生じる。
【０００５】
それゆえ、本発明の課題は、極めて微弱な光信号であっても構造的に単純な手段によって測定可能に構成された、冒頭で述べた種類の光電子増倍システム及び該システムを含む顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点により、検出管と、該検出管を作動するために必要な加速電圧を供給するための加速電圧供給ユニットとを有する光電子増倍システムが提供される。この光電子増倍システムにおいて、前記検出管と前記加速電圧供給ユニットは、熱的分離要素の異なる側に配されることを特徴とする（形態１・基本構成１）。
更に、上記の課題を解決するために、本発明の第２の視点により、本発明の光電子増倍システムが検出光路に配されていることを特徴とする共焦点スキャン顕微鏡等の顕微鏡が提供される（形態１９・基本構成２）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の独立請求項１及び１９により、上記の課題に対応する効果が上述のようにそれぞれ達成される。即ち、本発明の光電子増倍システム及び顕微鏡は、構造的に単純であるにも関わらず極めて微弱な光信号をも検出することができる。
更に、各従属請求項によりそれぞれ付加的な効果が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、上記基本構成１を形態１及び上記基本構成２を形態１９として示すが、これらは従属請求項の対象でもある。
（形態１）  上掲。
（形態２）  上記形態１の光電子増倍システムにおいて、前記分離要素は、平板状に構成されていることが好ましい。
（形態３）  上記形態１又は２の光電子増倍システムにおいて、前記加速電圧供給ユニットは、支持装置に配設されることが好ましい。
（形態４）  上記形態３の光電子増倍システムにおいて、前記加速電圧供給ユニットと前記分離要素との結合は実質的に前記支持装置を介して行われていることが好ましい。
（形態５）  上記形態１〜４の光電子増倍システムにおいて、前記支持装置又は前記加速電圧供給ユニットは、前記分離要素と結合するためかつ該支持装置又は該加速電圧供給ユニットと該分離要素との間に予め設定可能な距離を形成するための複数の細い結合要素を有することが好ましい。
（形態６）  上記形態５の光電子増倍システムにおいて、前記結合要素は、細い棒状体又はウェブとして構成されることが好ましい。
（形態７）  上記形態３〜６の光電子増倍システムにおいて、前記支持装置は、冷却フィンを有することが好ましい。
（形態８）  上記形態３〜７の光電子増倍システムにおいて、前記支持装置は、低熱伝導性の材料で構成されることが好ましい。
（形態９）  上記形態３〜８の光電子増倍システムにおいて、前記支持装置は、セラミック材料で構成されることが好ましい。
（形態１０）  上記形態１〜９の光電子増倍システムにおいて、前記分離要素は、導電性プレートであることが好ましい。
（形態１１）  上記形態１０の光電子増倍システムにおいて、前記導電性プレートは、前記加速電圧供給ユニット及び／又は前記支持装置と結合するための可撓性領域を有することが好ましい。
（形態１２）  上記形態１〜１１の光電子増倍システムにおいて、前記加速電圧供給ユニット及び／又は前記検出管には、冷却装置が配されることが好ましい。
（形態１３）  上記形態１２の光電子増倍システムにおいて、前記冷却装置は、パッシブ型の冷却装置として構成されることが好ましい。
（形態１４）  上記形態１２又は１３の光電子増倍システムにおいて、前記加速電圧供給ユニットのための冷却装置は、該加速電圧供給ユニットと熱的に結合されたハウジングカバー若しくはハウジング部分又は冷却体（例えば冷却フィン）によって構成されることが好ましい。
（形態１５）  上記形態１４の光電子増倍システムにおいて、加速電圧供給ユニットと、ハウジングカバー又はハウジング部分又は冷却体との間に、熱的結合手段が配されることが好ましい。
（形態１６）  上記形態１２〜１５の光電子増倍システムにおいて、前記冷却装置は、アクティブ型の冷却装置として構成されることが好ましい。
（形態１７）  上記形態１２〜１６の光電子増倍システムにおいて、前記冷却装置は、ペルティエ素子を有することが好ましい。
（形態１８）  上記形態１２〜１７の光電子増倍システムにおいて、前記冷却装置は、冷却剤冷却装置又は水冷装置として構成されることが好ましい。
（形態１９）  上掲。
【０００９】
本発明により、光電子増倍システム内での検出管と加速電圧供給ユニットとの間の間隔を小さく維持しつつも加速電圧供給ユニットによる検出管の加熱を大幅に回避することが可能であることが明らかにされた。このため、具体的には、検出管と加速電圧供給ユニットとの間に、熱的分離要素が配される。換言すれば、検出管と加速電圧供給ユニットとが、熱的分離要素の異なる側にそれぞれ配される。この熱的分離要素によって、加速電圧供給ユニットから検出管への熱伝導が抑制されると同時に、検出管と加速電圧供給ユニットとの間の間隔を小さく維持することにより外部の妨害要因を低減すること、及び加速電圧供給ユニットと検出管との間の高電圧を導く導線（導電部材）を最小化することが可能となる。従って、本発明の光電子増倍システムによって、検出管の固有雑音は大幅に低減される。
【００１０】
かくして、本発明の光電子増倍システムは、極めて微弱な光信号であっても構造的に単純な手段によって測定することができる。
【００１１】
構造的にとりわけ単純な一形態では、分離要素は、平板状に構成される。この形態では、検出管と加速電圧供給ユニットとの間の効果的な熱的分離が同時に実現されている。
【００１２】
検出管と加速電圧供給ユニットとの間の熱的分離ないし隔離を一層改善するという観点から、加速電圧供給ユニットは、支持装置（担持装置）に配設される。この支持装置によって、検出管の熱的シールド（遮蔽）も達成され得る。
【００１３】
具体的には、加速電圧供給ユニットと分離要素との結合は、実質的に支持装置を介して実現される。換言すれば、支持装置は、加速電圧供給ユニットと分離装置との間に配される。
【００１４】
更に、良好な熱的隔離及び加速電圧供給ユニットから検出管への熱伝導の回避という観点から、支持装置又は加速電圧供給ユニットは、分離要素に結合しかつ支持装置又は加速電圧供給ユニットと分離要素との間に予め設定可能な間隔を形成するための複数の細い結合要素を有してもよい。換言すれば、支持装置又は加速電圧供給ユニットは、熱伝導を困難にするような複数の細い結合要素によって、分離要素上に配設されてもよい。結合要素の長さは、支持装置又は加速電圧供給ユニットと分離要素との間の間隔に対する要求に応じて任意に選択することができる。
【００１５】
具体的には、結合要素は、細い棒状体又はウェブとして構成することができる。結合要素ないし棒状体ないしウェブが細いほど、それらの熱伝導能は一層小さくなる。
【００１６】
更に、加速電圧供給ユニットから検出管への熱伝導をできるだけ小さくするという観点から、支持装置は、冷却フィンを有してもよい。この冷却フィンによって、熱は、加速電圧供給ユニットから支持装置を介し外部へ導かれ排出される。
【００１７】
加速電圧供給ユニットから支持装置を介し分離要素へ従って検出管へと至る熱伝導を更に低減するために、支持装置を、低熱伝導性材料で構成してもよい。この場合、支持装置は、例えば、セラミック材料で構成される。
【００１８】
光電子増倍システムをとりわけコンパクトに構成するために、分離要素を、その熱的分離機能に加えて、導電性プレートとして構成してもよい。このため、分離要素は、電気的ないし電子的機能も併せ持つことができる。とりわけ、導電性プレートとして構成された分離要素を介した加速電圧供給ユニットと検出管との間の電気的結合が実現されるように構成することができる。
【００１９】
更に有利な一実施形態では、導電性プレートは、加速電圧供給ユニット及び／又は支持装置と結合するための可撓性領域を有してもよい。この種の可撓性領域によって、同様に、加速電圧供給ユニットと検出管との間の熱伝導は阻止され得るが、加速電圧供給ユニットと検出管との間の電気的接続はこの可撓性領域を介して実現することができる。
【００２０】
検出管の不所望な加熱を阻止するために、加速電圧供給ユニット及び／又は検出管に、冷却装置を配してもよい。この種の冷却装置は、パッシブ型の冷却装置として構成することができる。具体的には、加速電圧供給ユニットのための冷却装置は、加速電圧供給ユニットと熱的に結合されるハウジングカバー又はハウジング部分又は（例えば冷却フィン等の）冷却体によって構成することができる。このため、加速電圧供給ユニットによって生成される熱を、既に検出管に伝導される以前に排出することができる。
【００２１】
加速電圧供給ユニットの熱をとりわけ良好に排出するという観点から、加速電圧供給ユニットとハウジングカバー又はハウジング部分又は冷却体との間に、とりわけ熱伝導性が大きい熱的結合手段を配してもよい。
【００２２】
パッシブ型の冷却装置の代わりの又はそれに追加されるものとして、冷却装置は、アクティブ型の冷却装置として構成されるか、又はアクティブ型の冷却装置を有してもよい。とりわけ有利な一実施形態では、冷却装置は、ペルティエ素子を含んでもよい。
【００２３】
更に代替的に又は追加的に、冷却装置は、冷却剤冷却装置又は水冷装置として構成されてもよい。
【００２４】
とりわけ共焦点スキャン（走査）顕微鏡等の顕微鏡は、その検出光路に、上記の種類の光電子増倍システムが配される。繰り返しを避けるために詳述しないが、該光電子増倍システムについては上記各実施形態を参照されたい。
【００２５】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は発明の理解の容易化のためのものであって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換・削除等の適用を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解の容易化のためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。なお、これらの点に関しては補正・訂正後においても同様である。
【実施例】
【００２６】
図１は、本発明の光電子増倍システムの一例の斜視図である。この光電子増倍システムは、検出管１と、検出管１を作動するために必要な加速電圧を供給するための加速電圧供給ユニット２とを有する。構造的に単純な手段によって極めて微弱な光信号であっても検出可能にするという観点から、検出管１と加速電圧供給ユニット２は、熱的分離要素３の異なる側に配されている。
【００２７】
加速電圧供給ユニット２は、分離要素３及び検出管１の方向へ向かう加速電圧供給ユニット２からの熱流をシールド（遮蔽）する支持装置４に配されている。加速電圧供給ユニット２と分離要素３との結合は、実質的に支持装置４を介して実現されている。大きな熱伝導を回避するために、支持装置４は、分離要素３に結合するための、ウェブとして構成された複数の細い結合要素５を有する。これによって、加速電圧供給ユニット２と分離要素３との間に予め設定可能な（所定の）間隔が形成されている。
【００２８】
具体的には、分離要素３は、加速電圧供給ユニット２と結合するための２つの可撓性領域６を有する導電性プレートとして構成されている。このような可撓性領域６は、付加的に、加速電圧供給ユニット２から導電性プレート従って検出管１への熱伝導及び熱的拡散を妨げる。
【００２９】
加速電圧供給ユニット２と検出管１には、冷却装置を配することができる。導電性プレートの下面に検出管１を配しかつ導電性プレートの上面に加速電圧供給ユニット２を配して、導電性プレートないし分離要素３によって検出管１と加速電圧供給ユニット２とを空間的に分離したことに加えて、図１に示した実施例では、加速電圧供給ユニット２によって生成された熱を、図２に示したハウジングカバー７を介して排熱することができる。加速電圧供給ユニット２とハウジングカバー７との間の熱伝導のために、加速電圧供給ユニット２には、熱的結合手段８が配設されている。
【００３０】
電気的接続のために、光電子増倍システムは、種々の外部結合部に結合可能なプラグ９を有する。加速電圧供給ユニット２と検出管１とを熱的に分離しているにも関わらず、本発明の光電子増倍システムでは、加速電圧供給ユニット２と検出管１との間の間隔は小さい。
【００３１】
図２は、ハウジングの一例に配された図１に示した光電子増倍システムの斜視図である。ハウジングは、ハウジングカバー７の他に、検出管１を包囲するハウジング下部部材１０を有する。検出されるべき光を検出管１に到達可能にするために、ハウジング下部部材１０は、入射開口１１を有する。
【００３２】
図２のようにセットされた状態では、プラグ９は、ハウジングカバー７の中から外部に突出する。更に、ハウジングカバー７は、導電性プレートの可撓性領域６のための受容部を有する。
【００３３】
加速電圧供給ユニット２によって生成された熱の良好な排熱を保証するために、ハウジングカバー７は、複数の冷却フィンを有する。検出管１の冷却のために、付加的に、パッシブ型冷却装置又は例えばペルティエ素子として構成されるアクティブ型冷却装置を使用することができる。
【００３４】
検出管１と加速電圧供給ユニット２との間の間隔は小さいので、図示の実施例では、電気的接続のための導電路を短くすることができる。このため、外部の妨害要因は低減される。
【００３５】
本発明の光電子増倍システムと本発明の顕微鏡の更に有利な構造等については繰り返しを避けるためここには記載しないが、本書の概説部分及び特許請求の範囲に対応する形態が記載されているので参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の光電子増倍システムの一例の斜視図。
【図２】適切なハウジングの一例に配された図１の光電子増倍システムの斜視図。
【符号の説明】
【００３７】
１    検出管
２    加速電圧供給ユニット
３    分離要素
４    支持装置
５    結合要素
６    可撓性領域
７    ハウジングカバー
８    結合手段
９    プラグ
１０  ハウジング下部部材
１１  入射開口
【図１】
2006237003.tif 000003
【図２】
2006237003.tif 000004